Biliyor musunuz?
Prot- veya proto- öneki Yunancadan gelir "ilk zaman" veya "ilk oluşmuş" anlamına gelmektedir. Prototip, daha sonrakiler için model veya ilham kaynağı olarak hizmet eden biri veya bir şeydir.
Efsanevi Robin Hood, "prototipik" iyi kalpli ve onurlu kanun kaçağı, sayısız diğer romantik kahramanlar için ilham kaynağı olmuştur. Ve bir asırdan fazla bir süredir, Vincent van Gogh, kendi zamanında eşi görülmemiş parlak, işkence edilmiş sanatçının aslında bir prototipidir.
M.Ö 1300'lü yıllarda, o yılların bilim ülkesi olan ve tarihin her safhasında karşımıza çıkan Mısırlılar tarafından iki kişinin birlikte kullanabileceği şekilde ve tahta kesme amaçlı kullanılan ilk torna makinesi geliştirilmiştir.
İnsanlar tarihin ilk zamanlarından itibaren tabiatı incelemeye başlamıştır. Bu sayede hem etrafında olup biten olayları anlamlandırmaya çalışmış, hem de yaşam standartlarını yükseltmek için doğayı taklit etmeye başlamıştır. Tarihe bakıldığı zaman, insanoğlunun gelişimindeki en etkili sebeplerin malzeme kullanımının ve tabiatın anlaşılmasının olduğunu görmekteyiz.
Buna bağlı olarak, tarih öncesi dönemleri sınıflandırırken malzemelerin kullanımını göz önüne almaktayız. Danimarka Ulusal Müzesi’nden arkeolog olan Christian Jurgensen Thomsen (1788-1865), 1816 senesinde tarih öncesi devirleri sınıflandırmak amacıyla bir projeye başlamıştır. Proje kapsamında tarih öncesi devirleri 3 paça sistemine göre sınıflandırmayı uygun görmüştür. Taş devri, Bronz devri ve Demir devri olarak 3 parçaya ayrılan tarih öncesi devirler açıkça malzemelerin kullanımı temel alınarak yapılmış bir sınıflandırmadır. Thomsen’dan sonra, Sir John Lubbock ise 1865 senesinde bu sınıflandırmayı daha da detaylandırmıştır. Bu kapsamda taş devri eski taş devri ve yeni taş devri olarak ayrılmıştır. Bugün bu devirleri Paleolithic ve Neolithic olarak biliyoruz.
İnsanoğlu çevresindeki nesneleri kullanarak araç ve gereçlerini üretmiştir. Bu sayede çeşitli ihtiyaçlarını karşılayabilmiştir. İlk araç ve gereçler taş ve ağaç yapımı ürünlerdi. Taş devrini takiben insanlar doğada nabit şekilde bulunan metalleri fark etmişlerdir. Taş devrinden sonra metallerin kullanımı başlamış ve insanlar ilk olarak doğada nabit olarak bulunan metalleri kullanmışlardır. Metal sözcüğü eski Yunanca dilinde “aramak” Metallerin kullanımının başlaması ile insanoğlu doğaya metal bulmak amacıyla daha çok yayılmış ve üretim kültürünü oluşturmaya başlamıştır.
Üretim tarihsel gelişimi en derinden etkileyen faktör olmuştur. İngilizce anlamı “manufacturing” olan üretim kelimesinin Latince kökenine bakarsak; Manus (El), Factus (Yapmak) anlamına gelmektedir. Üretimin tarihi 2 kısma ayrılmaktadır. Bunlar; insanların malzemeleri ve proses yöntemlerini keşfi ve icadı, üretim için sistemlerin geliştirilmesidir. Buna göre, insanlar tabiattan malzemeleri keşfetmiş, bunlar için üretim yöntemleri geliştirmişlerdir. Eşyaların üretimi el yapımı ile başlamıştır. Bunu takiben el yapımı üretimi yapan küçük organizasyonlar oluşmuştur. Endüstri devrimi (1760-1830) ile insanoğlu buhar, su, hayvan ve rüzgâr güçlerini kullanarak el yapımına kıyasla daha çok nesneyi üretebilme kabiliyetini kazanmıştır.
Yaratıcı zihinlerin ellerindeki basit makineler, biraz hayal gücü ve sıkı çalışma ile geçmişte bizlere neler yapılabileceğini göstermektedir.
Aslında, bir sürü hayal gücü ve sıkı çalışma Sanayi devriminin ve modern takım tezgâhlarının ortaya çıkmasından çok önce geçmişin bilim insanları havacılık, anatomik hareket, robot otomasyon, otomotiv ve astronomi ile ilgili temel kavramları keşfetmek ve geleceğe ışık tutabilmek için çok basit mekanik cihazlar kullanıyorlardı.
Aşağıdaki icatların her biri, zamanlarında devrim niteliğinde olan ve geleceğe giden yolu açan, günümüz bilim dünyasına yön vermiş çeşitli makinelerin tarihteki ilk prototiplerini göstermektedir.
1. İlk Otomobil
Mekanik bir naklin bilinen ilk formlarından birisi, M.Ö. 480 yıllarında yürüyen bir tahta at üreten Çin'in ünlü mucidi Lu Ban'dan gelmektedir. Bu icat, savaş sırasında bir orduya malzeme götürmek için kullanılan bir taşıma aracıdır.
Edinilen bulgulara göre Muhtemelen bir insan gücü tarafından hareket ettiriliyordu ve bu yüzden kendinden tahrikli hareket eden bir mekanizma değildi.
Günümüzde otomotiv dünyasına şeklini veren ilk otomotiv ise ;
8. yüzyılda oyuncaklardan esinlenen Fransız Nicolas Joseph Cugnot, buharla çalışan ve kendi kendine gidebilen ilk otomobili yapmayı başardı. Hatta 18. yüzyılın sonunda elektrik ile çalışan birkaç prototip otomobil bile üretildi. 19. yüzyıla geldiğimizde içten yanmalı motorlar insan hayatında yerini almaya başlamıştı. Bu sebeple Gottlieb Daimler veya Karl Benz‘i modern otomobillerin ilk üreticisi olarak kabul edilmektedir.
2. İlk Bilgisayar
Antikythera Mekanizması her çağda mucizelerden biri olarak hep bilinmiştir. Bulgulara göre de MÖ 2. yüzyıldan kalma, Yunan Antikythera adasının kıyısındaki bir Akdeniz batığında keşfedilmiştir.
Bronzdan yapılmış, karmaşık şekilli bu icat titizlikle incelenmiş ve yıldızların, güneşin ve gezegenlerin pozisyonlarını hesaplamak için yapılmış bir cihaz olduğuna inanılmaktadır.
Şaşırtıcı derecede doğru sonuçlar verdiği gözlemenmiş ve analog bilgisayarın bilinen ilk formudur. Ancak nasıl üretildiği konusunda birçok şey hala günümüz teknolojisinde bile gizemini korumaktadır. Antik Yunanistan'ın Helenistik dünyasının, bir zamanlar düşündüğümüz metalürji ve temel bilimlerinde daha da gelişmiş düzeyde olduğunu bizlere göstermektedir.
Bu kalıntı, birçok bilim insanları tarafından insanın eli tarafından yapılan ilk ve en değerli nesnelerden biri olduğuna inanılıyor.
3. İlk Robotik Adam
1893'te Kanadalı Prof. George Moore “steam man”adıyla buharlı robotu icat etti. Türünün ilk örneği olmasa da, gerçek robotların gelişimini müjdeleyen hareketin ilk önemli adımı olduğunu göstermiş oldu.
Hareketlerinin önceden düzenlenmiş olmaması, ve sadece yolundaki arazi veya engeller gibi değişen çevresel koşullara uyum sağlayabilmesi nedeniyle bir günümüz robotlarından biraz daha farklıdır. Endüstri devrimi, makine mühendisliğinin ve yalnız mucidin becerilerini modern kültür ile ön plana çıkardığı için kendisinden sonra ki icatlar günümüze kadar üretilen ilk robot prototipini takip etmeye ve ilham almaya devam edecektir.
4. İlk Uçan Makine
Tarihte ilk havada uçak benzeri makineyi uçuranın Wright Kardeşlerin olduğunu mu düşünüyorsun?
Sanırım bu pekte bilindiği gibi de değil…
İlk uçan prototip makinesinin zaferi, MÖ dördüncü yüzyılda buharla çalışan bir uçan güvercini icad eden Yunan mühendis Archytas'a aittir. Bu kuşun gerçekte uçup uçmadığı kesin olarak bilinmemekle birlikte, birçok bilim insanları eski kaynaklardan edindikleri bilgilere göre Archytas’ın bunu gerçekleştirdiğini söylemektedir.
Her iki durumda da, fizik bilgisinin o dönemde iyi olduğu, aerodinamik ve termodinamik konuları hakkında da ayrıntılı bir bilgiye sahip olduğunu doğrulamaktadır.
Aslında Archytas matematiksel akıl yürütmeyi mekanik yetenekle birleştiren, makine mühendisliği olarak bilinen yeni bir entelektüel disiplinin kurucusu olan ilk kişilerden biri olduğu kabul edilmektedir.
Sanayi Devrimi: Sanayi 1.0
1760’lı yıllarda başlayıp 1830’lara kadar süren ilk Sanayi Devrimi’nde; üretim, beden gücünden makine gücüne doğru evrim geçirdi. Nitelik ve nicelik yönünden artış gösteren makineler, buhar gücüyle çalışıyordu. Bu süreçte odun yerine kömürün yaygınlaşması, makinelerin daha da çok kullanılmasını sağladı.
İngiltere’de başlayan Sanayi Devrimi, kısa sürede tüm Avrupa’ya ve ABD’ye yayıldı. Üretimdeki bu köklü değişim, hem ekonomi dünyasını hem de toplumsal yapıyı çok değiştirdi. Ortalama yaşam süresi uzayarak nüfusta artış oluştu. Ayrıca gündelik yaşam büyük ölçüde kolaylaştı ve böylece yaşam kaliteside artmış oldu. Makinelerin üretimi kolaylaştırmasıyla, Avrupa’da üretilen ürün sayısında büyük bir artış sağlandı. Avrupa ülkeleri ürünlerini pazarlayabilecekleri yeni ham madde kaynakları elde edebilecekleri Orta, Yakın ve Uzak Doğu topraklarına yöneldi. Sanayi artık birinci dönemini tamamlamakla kalmamış, uluslararası ilişkileri etkileyerek ülke sınırlarınıda yeniden çizmişti.
Sanayi Devrimi: Sanayi 2.0
İlk Sanayi Devrimi’nde üretimin makineleşmesinden sonra teknoloji daha da ilerledi ve II. Sanayi Devrimi’ne geçiş başladı. 1840 ila 1870 yılları arasına denk gelen bu dönem teknoloji devrimi adıyla da bilinmektedir. Teknoloji devrimi ortaya çıktığında ulaşım, demir yollarıyla beraber olumlu yönde gelişmişti. Ulaşımın kolaylaşması, ham madde sağlanmasını oldukça kolaylaştırmış, üretilen ürünlerin yeni ve uzak pazarlara gitmesini sağlamıştı.
Elektrik teknolojisinin de gelişip üretimde kullanıldığı II. Sanayi Devrimi’nde, buhar gücünden üstün bu yeni teknoloji, makinelerin daha fazla gelişip üretimi büyük oranda artırmasını sağladı. Böylece dünya, seri üretim kavramıyla tanıştı. Demir ve çelik ham maddeleri yaygınlaşarak ağır sanayinin gelişimini sağladı. Ağır sanayide dünyadaki önde gelen üreticiler artık İngiltere, Almanya, ABD ve Japonya olmuştu.
Sanayi Devrimi: Sanayi 3.0
20. yüzyılın ilk yarısı başladığında iki büyük dünya savaşı da art arda başlamış ve ülke sınırları alt üst olmuştu. Bu yüzden sanayileşme ile teknolojik ilerleme, önceki dönemlere kıyasla yavaşladı. Bu yavaşlama sürecinde, pek çok ülkede, özellikle de ilk iki devrim sürecinde sanayileşmiş olan ülkelerde, 1929 Küresel Krizi gibi olumsuz ekonomik gelişmeler meydana geldi.
Sanayinin gelişimine devam etmesi için krizin etkilerinin azalması gerekiyordu ve bu da ancak 2. Dünya Savaşı bittiğinde, yani 1950’li yıllarda sağlandı. Dijital teknolojinin geliştiği 1950’li yıllarda, III. Sanayi Devrimi’nin temelleri atıldı. Özellikle Z1 olarak adlandırılan ve mekanik elektrikle çalışan hesap makinesinin üretilmesi, daha sonra ise bilgisayara kadar uzanan dijital gelişmeler, üretim süreçlerinde çok yararlı oldu. III. Sanayi Devrimi’ni ortaya çıkaran diğer önemli gelişme ise süper bilgisayarla birlikte iletişim teknolojilerinin gelişmesidir. Üretim süreçlerinde bilgisayar ve iletişim teknolojilerinin kullanılmaya başlanmasıyla, çok daha küçük ve pratik ürünler gündelik hayatımıza girmiş oldu. Bu süreçte makineler, sadece iş değil günlük hayatımıza da hâkim olurken insan gücüne duyulan ihtiyaç doğal yaşamda da ortadan kalkmaya başladı.
Sanayi Devrimi: Sanayi 4.0
Sanayi Devrimi’nde makineler kendilerini ve üretim süreçlerini yönetmeye başladı ve insan gücüne ihtiyaçları kalmadı. Makineler tüm bu gelişmiş yapılarını; bilgisayar, iletişim ve internet teknolojilerine borçludurlar. “Nesnelerin İnterneti” (IoT) olarak isimlendirilen bu gelişmiş yapı, neredeyse üretim gerçekleştiren bir fabrikanın kendi kendini yönetebilmesini sağlar.
4. Sanayi Devrimi ya da diğer adıyla Sanayi 4.0, ilk kez 2011 yılında Hannover Fuarı’nda Bosch şirketi tarafından söylendi. Fuardaki uzmanlar, bilişim çağının modern yüzünün üretime getirdiği yeniliklerle yeni bir Sanayi Devrimi’nin yaşanmakta olduğunu söylediler. Almanya Hükümeti’nin bu görüşleri ciddiye almasıyla 4. Sanayi Devrimi resmilik kazanmış oldu.
Makinelerin Tarihsel Gelişimi
Makinalar olmasa hayatımız çok zor geçer ve pek çok zor işi yapmamız imkânsız hale gelebilirdi. Hiç şüphesiz İnsanı diğer canlılardan ayırt eden en büyük hazine zekâsıdır. Bu üstün farklılığı sayesinde insanoğlu basit aletlerden başlayıp, uzay araçlarına, havada uçan trenlere kadar birçok yapılmazı başarıyla yaparak doğaya hükmedebilmesini bilmiştir.
Arşimet burgusu, ilk buhar makineleri, dizel motorları, stirling motoru, ilk devri daim pompası, vakum pompası, emme-basma tulumbalar, ilk taşıyıcı konveyörler, ilk elektrik makinaları, ilk basit saatler vb. günümüzdeki makinelerin birer ilk prototiplerini oluşturmakta ve günümüz teknolojilerinin temellerini oluşturmaktadır.
Yazımızın geri kalan kısımlarında makinelerin dünyasında yaşayan bizleri alet ve makinelerin tarihi ve tanımları konusunda sizleri aydınlatıyor, alet ve makinelerin kültürel tarihi konusunda sizleri kaldıraçla başlayıp modern çağın adeta ürkütücü makineleri arasında tarihsel bir serüvene sürüklerken, genel kültür açısından zenginleştirici ve eğitici bir çalışmayı paylaşmak istiyorum.
Takım Tezgâhlarının Tarihsel Gelişimi
Torna ve freze günümüz sanayisinin adeta mihenk taşı ve modern makinelerin ilk atası haline gelmiştir. Sağlam temeller üzerine kurulmuş imalat zincirinde büyük bir yer edinen bu 2 proses aslında çok genel bir anlamdan çok özel bir anlama doğru sanayi için geçmişten günümüze kadar uzun bir yola çıkmıştır. Günümüzde 5,6,7,8,.. ve daha fazla eksende piyasaya sunulan CNC Torna tezgahları aslında buralara gelene kadar sanayi devriminden bu yana çok çetrefilli, engebelerle dolu bir süreçten geçmiştir.M.Ö 1300'lü yıllarda, o yılların bilim ülkesi olan ve tarihin her safhasında karşımıza çıkan Mısırlılar tarafından iki kişinin birlikte kullanabileceği şekilde ve tahta kesme amaçlı kullanılan ilk torna makinesi geliştirilmiştir. Bu formu ile tarih sahnesine çıkan torna makinesi, önceleri tahta ve cam işlemeciliğinde kullanılırken tarih sahnesine gerçek anlamda ilk kez; 1775–1783 yılları arasında Büyük Britanya ve Kuzey Amerika'daki On Üç Koloni arasında geçen Amerikan Bağımsızlık Savaşında kullanılan topların üretilmesini sağlayan ve güney-doğu Londra'daki Royal Arsenal tarafından geliştirilen "yatay sondaj" makinesi olarak adlandırılan torna makinesi çıkmıştır. Savaşta önemli rol oynayan bu topların yapımında kullanılan torna makinesi 1800'lü yıllara kadar Henry Maudslay tarafından geliştirilmeye devam edilmiştir.
1783'ten itibaren 17 senelik bir geliştirme sonucunda 1800 yılında Henry Maudslay artık, günümüzde birçok standardı olan "diş işleme" kabiliyetini torna tezgâhını kazandırmış ve ilk diş işleme tablolarını hazırlamıştır.
18. ve 19. yüzyıllarının bir sanayi devrimine eşlik etmesi torna tezgâhlarının gelişimine büyük katkıda bulunmuştur, başlarda insan eli veya ayağı ile direkt olarak insan gücüne dayalı çalışan, sadece tahta ve benzeri yumuşak sayılabilecek katıları işlemeye el verişli olan bu tezgâhlar, 19.yüzyılda metallerin işlenmesine el verişli hale gelince sanayinin gözdesi haline gelmiştir.
Bugün yüksek güçteki motorların tahrik ettiği torna tezgâhları, 19.yüzyılda su buharı ile çalışan motorlar ile tahrik ediliyordu, durum böyle olunca anca günümüzde işlenilen metallerin 2-5 kat altında sertliği sahip metallerin tezgâhta işlenmesi mümkün oluyordu. Neyse ki 20.yüzyıla geçmeden, büyük savaşlar ile gölgelenmiş 19.yüzyılın ortalarında, tüm bilimi ve insanlığı etkileyen olumsuzluklara rağmen, elektrik motorunun torna tezgahlarına entegre edilmesi ile torna tezgahlarında servo kontrolün devreye koyulmasının önü açıldı.
Artık elektrik motorlarının torna tezgâhlarında yer alması ile gerek benzin ile çalışan motorların gerekse su buharı ile çalışan motorların "kontrol edilemezlik" kuramından da kurtulunmuş oldu. Böylece elektrik devreleri ile motor hareketlerinin izlenmesi, kontrol edilmesi mümkün hale geldi, bu da günümüzde "5-7-11 ve daha fazla eksen" etiketi ile piyasaya sürülen CNC torna tezgâhlarının, aynı şekilde CAD programları ile tüm üretim sürecini bilgisayar ortamında tasarlayabildiğimiz tam otomatik torna tezgâhlarının ortaya çıkmasına vesile oldu.
Devamı ikinci yazımızda...
Rıdvan AĞAÇ